Устройство и технические параметры микрофонов

Вид материала

Документы

Содержание Радиомикрофонные системы. Параметры радиосистем. Многомикрофонные системы. Радиосистемы компании AKG. Радиомикрофонная система AKG WMS 60. Радиосистема AKG WMS 80. Компактная активная акустическая система WLS 6060 МАХ с интегрированным радиочастотным каналом. Радиосистемы AKG WMS 61/ WMS 81.

Подобный материал:

• Вкаждом приводе станка или пр имеется механическое устройство, преобразующее характер, 203.25kb.
• Программа предмета «устройство и техническое обслуживание транспортных средств» раздел, 41.37kb.
• Назовите первое вычислительное устройство, 70.24kb.
• План-конспект для проведения занятия по тп с л/с дизелистов. Тема : «Устройство и эксплуатация, 55.25kb.
• Вопросы вступительных испытаний в магистратуру, 43kb.
• Лабораторная работа, 151.83kb.
• Организационные технические мероприятия, 790.48kb.
• 1. Основные характеристики и параметры радиоприёмных устройств (рпу), 470.7kb.
• Руководство по эксплуатации лтк10У. 11. 00. 000Рэ ООО "цинус завода гаро", 463.33kb.
• Вопросы тестового контроля по дисциплине, 20.85kb.

Радиомикрофонные системы.

Одной из самых острых проблем при работе с микрофонами издавна являлась их буквальная "привязанность" к аппаратуре - провод доставлял и доставляет немало неудобств и даже неприятностей артистам, журналистам, видео- и звукооператорам и звукорежиссерам. Поэтому появление пару десятилетий назад радиомикрофонов (wireless) явилось очень важным техническим решением для всей звуковой индустрии. В настоящее время существует несколько типов радиомикрофонных систем, различающихся по конструкции и особенностям передачи радиосигнала.

Назначение радиосистем и их разновидности.

Наибольшее распространение имеют микрофонные радиосистемы, в которых передатчик и антенна интегрированы в корпус "ручного" (handheld) микрофона. Основное применение - концертное (вокал, речь). Приемники таких систем имеют рэковое или настольное исполнение и питаются от сети.

Театрально-концертное применение имеют также системы с головными (headset или headworn) микрофонами, передатчик которых может крепиться на ремне или располагаться в кармане исполнителя, оставляя свободными руки и предоставляя, тем самым, максимум свободы.

Объединяет концертные вокальные системы возможность расположения микрофона в непосредственной близости у рта исполнителя. Это является совершенно необходимым условием предотвращения "заводки" микрофона при наличии на сцене системы мониторов и достаточно больших уровнях звукового давления в зале.

Другая разновидность концертных радиосистем - инструментальные, когда микрофон крепится на инструменте (саксофон, труба) или электроинструмент включается в линейный вход передатчика (электрогитара).

Еще одна разновидность микрофонных систем - петличные (clip-on или lavalier), главное применение которых - презентации, телевидение, talkshow, видеосъемка и т.п. Располагают такие микрофоны на лацканах или воротнике одежды, для чего в комплекте имеются, как правило, кнопки и прищепки. Размеры этих микрофонов стараются делать как можно меньше, чтобы они были менее заметны. Передатчик, как в головных и инструментальных радиосистемах - "walkman", крепящийся на ремне или в кармане. Особенность работы петличных микрофонов - проявление "грудного" резонанса АЧХ, обусловленного расположением микрофона. Иногда этот резонанс компенсируют фильтром в передатчике.

Необходимо отметить, что, как правило, все карманные передатчики имеют универсальные входы с переключаемой чувствительностью, то есть могут использоваться как с электроинструментами, так и с динамическими и конденсаторными микрофонами, "фантомно" питая последние от своей батареи.

Особую группу образуют так называемые "накамерные" микрофоны. Главная особенность - миниатюрный приемник, который крепится на видеокамере (обычно "липучками"). Питается он от встроенной батареи или от самой камеры. Обычно в таких системах используются петличные микрофоны. Применение этих систем позволяет качественно записывать интервью непосредственно на звуковые дорожки видеокамеры, избегая проникновения окружающего шума в аудиотракт.

Принцип FM-модуляции.

Подавляющее большинство используемых в индустрии профессионального звука радиосистем используют в радиоканале метод частотной модуляции (ЧМ или FM). Остановимся на некоторых принципах частотной модуляции подробнее.

В методе частотной модуляции амплитуда модулирующего сигнала управляет частотой несущей. Идеальная частотная модуляция не вносит изменений в амплитуду несущей. Основными параметрами промодулированного сигнала являются: fн - частота несущей; ?fн - максимальная девиация (отклонение) от несущей и индекс модуляции ? = ?fн/fм , где fм частота модуляции.

Исследуя изменения частоты несущей с ЧМ, на первый взгляд можно прийти к выводу, что ширина полосы, необходимой для ЧМ-передачи, составляет ± ?fн, т. к. несущая меняется по частоте в пределах ?fн. Этот вывод, однако, неверен. На самом деле спектр ЧМ сигнала состоит из множества боковых полос (Рис. 1).

Амплитуды боковых полос связаны весьма сложным образом с индексом модуляции ?. Отметим, что частоты боковых полос связаны лишь с частотой модулирующего сигнала fм, а не с девиацией частоты ?fн.

Частотно-модулированная связь гораздо менее чувствительна к помехам, чем другие виды связи. Шумы, попадающие в ЧМ-сигналы, имеют меньшую возможность влиять на прием, чем в случае амплитудной модуляции. Основной причиной этого является тот факт, что большинство шумов амплитудно модулируют (АМ) несущую. Делая приемник нечувствительным к изменениям амплитуды, можно практически устранить эту нежелательную модуляцию. Восстановление информационного сигнала из ЧМ-сигнала связано лишь с частотным детектированием, при котором выходной сигнал зависит лишь от изменений частоты ЧМ-сигнала, а не его амплитуды. Приемники содержат усилитель-ограничитель, который поддерживает постоянной амплитуду ЧМ-колебаний, устраняя тем самым любой АМ-сигнал.

Существуют различные методы частотного декодирования. Наиболее распространен метод фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) (Рис. 2).


Схема ФАПЧ работает таким образом, что управляемый напряжением генератор "следит" за входной частотой, а значит, напряжение, им управляющее, является мерой отклонения частоты от fн и, таким образом, точно воспроизводит исходный модулирующий сигнал.

Итак, метод ЧМ, позволяя верно передавать сигналы, имеет весьма широкую полосу, т.е. содержит избыточность в своем сигнале. Более того, для большей помехозащищенности в сигнал вводят поднесущую частоту, (т.е. ЧМ в ЧМ) что еще более расширяет спектр модулированного сигнала. Для передачи таких спектров и надежного разделения между каналами передачи несущие частоты должны быть весьма высокими - 100 МГц и более.

Параметры радиосистем.

Параметры радиоканала.

• Частотный диапазон.
  

На рисунке 3 показаны популярные частоты, используемые в радиосистемах.

Более простые радиосистемы используют частоты 170-220 МГц.

В этом диапазоне возможно использование до 8 одновременно работающих систем. Дорогие системы используют более высокие частоты. Техническая реализация их сложнее, но зато легче разместиться "соседям", и число одновременно работающих может достигать 15. Эти системы обладают большей помехозащищенностью.

В ряде систем есть возможность выбора рабочей частоты (радиоканала), а совсем "крутые" могут даже анализировать эфир на предмет занятости и автоматически определять оптимальные частоты.

• Мощность передатчика:
  

Как правило, в большинстве систем она составляет 50 мВт. Кстати, на заре появления рынка радиосистем в нашей стране, автор этих строк был свидетелем решения вопроса о допустимости использования радиочастот. В частности, Большой театр видел в этом проблему. Тогда же был получен ответ от ГКРЧ (Государственный комитет по радиочастотам), что при такой мощности передатчика на рабочих частотах радиосистем нет никаких ограничений на их использование.

• Дальность действия:
  

Мощность передатчика 50 мВт, дает дистанцию уверенного приема до 100-150 м при некотором снижении динамического диапазона (встроенная антенна). Некоторые системы имеют более совершенные конструкции антенн передатчиков (выигрыш до 10 дБ), что, естественно, увеличивает дальность действия.

• "Двухантенность":
  

Речь идет о приемниках. Самые простые имеют одну антенну. Проблема заключается в том, что радиоволны, отражаясь от различных объектов, стен и т.д., могут образовывать сложную интерференционную картину, в связи с чем возможно появление "мертвых зон" приема. Поэтому, несмотря на большую сложность, а значит и цену, большей популярностью пользуются двухантенные системы (diversity), свободные от этого недостатка.

Принцип их действия заключается в том, что если одна антенна находится в "мертвой зоне", то вторая, разнесенная с ней в пространстве, обеспечит уверенный прием. Схема приемника должна постоянно делать выбор, какая из антенн "ловит" лучше. Такие приемные системы называются "true diversity". Однако ряд фирм-изготовителей имеют собственные патенты на усовершенные технологии и схемотехнику двухантенных приемников. Эти технологии у каждой фирмы носят свое название, что может внести путаницу при ознакомлении с документацией разных фирм.

• Девиация: типично 15 кГц.
  
• Чувствительность приемника: типично 110 дБ (0,8 мВ); большая - ухудшит помехозащищенность;
  

меньшая - уменьшит дальность действия.

• Подавление зеркального канала: типично 85 дБ.
  

Параметры передачи звука

Для простых систем составляют обычно:

• Коэффициент гармоник: 0,4 %.
  
• Динамический диапазон: типично 100 дБ.
  

Некоторые производители встраивают в радиосистемы схемы шумопонижения для увеличения динамического диапазона. Обычно это компрессор в передатчике и экспандер в приемнике.

• Частотный диапазон: 50 Гц - 15 kГц (не учитывая ЧХ самого микрофона).
  

Физические параметры

Конструктивно приемники бывают настольного, рэкового и полурэкового исполнения. При использовании нескольких систем одновременно бывает проблема размещения множества антенн. Некоторые производители предлагают в качестве дополнительных аксессуаров антенные дистрибьюторы.

• Питание: В передатчиках чаще всего применяется 9-вольтовая батарея. При мощности передатчика 50 мВт время работы алкалайновой батареи составляет, как правило, 7 часов или 3 часа при использовании никель-кадмиевого аккумулятора.
  

Многомикрофонные системы.

Спектр ЧМ-сигнала весьма широк. Проблемы размещения систем по частоте заключаются не только в том, что они могут мешать друг другу, но и в возможности конфликта с телевизионными или с какими-либо еще каналами. Во входных системах приемников всегда есть нелинейность, что делает их чувствительными не только к полосе частот, которые они "слушают", но и к комбинационным частотам (сумма, разность несущих, боковых, их гармоник и так далее) всех работающих передатчиков. Необходимо еще учитывать, что в разных странах (и даже в различных штатах США) используются разные телевизионные каналы (четные или нечетные) и производитель радиосистем, ориентирующийся на распространение своей продукции по всему миру, должен решать вопрос выбора рабочих частот еще более щепетильно или "континентально-государственно-штатно" ориентируясь.

Когда стоит задача обеспечить работу нескольких радиомикрофонов, хорошим решением может оказаться использование модульной многоканальной системы. В отличие от набора одноканальных систем, здесь имеются следующие преимущества:

• конструктивная компактность приемников, помещенных в один корпус;
  
• отсутствует необходимость иметь отдельные антенны на каждый приемник;
  
• возможность комплексного решения вопроса выбора радиоканалов.
  

Радиосистемы компании AKG.

Лозунг, под которым выпускаются радиосистемы компании AKG - "высокая эффективность за превосходную цену". Это широкий спектр устройств, работающих по принципу "включил - и работай". Их эксплуатационная простота позволяет мгновенно включиться в работу, в любое время, в любом месте. При этом даже самая недорогая система обеспечивает высококачественный прием и передачу звукового сигнала в широком динамическом диапазоне. Во всех радиосистемах AKG применяется четырехуровневая система разнесенного приема (True diversity) и микропроцессорное управление переключением с одной антенны на другую, обеспечивающие оптимальное качество передачи и отсутствие "выпадений" сигнала. Радиосистемы AKG используются в т. н. коммерческих звуковых инсталляциях (Commercial Sound Installation, CSI), например, системах для проведения конференций, собраний, синхронного перевода, а также озвучивания мероприятий под открытым небом и аудиторий учебных заведений.

Радиомикрофонная система AKG WMS 60.

Технология, по которой построена радиомикрофонная система WMS 60, является базовой и для других радиосистем компании AKG - WMS 61, WMS 80 и WMS 81. Ее отличия - безупречное качество работы при небольшой стоимости, а также ряд удобных для пользователя сервисных функций. Например, при критическом понижении напряжения элемента питания в переносных передатчиках срабатывает система автоматического отключения приемников. При передаче используется более широкая девиация - 30 кГц (в других системах этого класса - от 12 до 15 кГц), благодаря чему еще до компандерной системы шумоподавления улучшается соотношение сигнал/шум и становятся менее критичными требования к стабильности осциллятора. Практически это означает, что в ограниченном пространстве можно использовать одновременно несколько систем или каналов передачи.

В радиосистему WMS 60 входят приемник SR60, динамический кардиоидный микрофонный капсюль D880WL1, навинчивающийся на передатчик НТ60, который исполнитель может держать в руках, и петличный микрофон C417 с круговой направленностью, подключаемый к носимому на поясе передатчику PT60. Это простая в эксплуатации профессиональная система, обладающая великолепным соотношением качество/цена. WMS 60 работает на частотах 138 - 240 МГц (UHF), при этом пользователь имеет возможность выбирать один из диапазонов: 138 - 142, 169 - 220 или 240 - 250 МГц. Звуковой диапазон системы от 50 Гц до 20 кГц, динамический диапазон - более 100 дБ при общем уровне гармонических искажений менее 0,8 %. Переключаемые частоты несущей и различные микрофоны капсюли обеспечивают исключительную гибкость и возможность многоканальной работы.

Приемник SR 60 размером всего в половину рэка легко устанавливается в стойку с помощью входящего в комплект поставки крепежа. Предусмотрена возможность выбирать канал передачи прямо с передней панели, а также полный набор измерительных инструментов: индикатор РЧ-излучения, индикатор уровня звукового сигнала, светодиод Mute, индикатор разнесенного приема. Параметры функции подавления РЧ-шумов настраиваются пользователем. Для коммутации с аудиооборудованием предусмотрены выход XLR (симметричный 30 дБ и несимметричный 6 дБ) и1/4-дюймовый моноджек (несимметричный сигнал 0 дБ). До четырех приемников SR 60 могут работать одновременно без интермодуляции внутри одного набора частот.

Интегрированный с микрофоном передатчик НТ 60, благодаря возможности выбора взаимозаменяемых микрофонных элементов (D 880 WL 1, D 3700 WL 1, D 3800 WL 1, C 5900 WL 1, C 535 WL 1, в комплект поставки входит один на выбор), предназначен для работы в самых различных областях звуковой индустрии. Набор цветных накладок обеспечивает визуальную идентификацию радиомикрофонов при работе на сцене и в "живом" эфире. Встроенная симметричная антенна обеспечивает оптимальный режим передачи.

Миниатюрный носимый на поясе передатчик РT 60 заключен в прочный пластиковый корпус и оборудован прочным миниатюрным разъемом для подключения петличного микрофона или музыкального инструмента, например, гитары. РТ 60 может быть использован с различными петличными микрофонами для разных областей применения:

C 417/L, C 419/L, C 420 /L, CK 77 /L, MKG /L.

Оба передатчика, максимальная мощность которых составляет 10 мВ, оборудованы отдельными выключателями для микрофона (или линейного сигнала) и элементов питания, что позволяет значительно увеличить срок их службы (срок бесперебойной работы двух батарей типа АА - 12 часов). Кроме того, на рабочей панели передатчиков имеются светодиод перегрузки, индикатор Low Batt для своевременной замены батареек питания и регулятор настройки чувствительности по входу. Также предусмотрены переключатели, позволяющие быстро сменить частоту несущей. Специальный кожух защищает органы управления от несанкционированного доступа.


Радиосистема AKG WMS 80.

WMS 80 работает в РЧ-диапазоне 710,2 - 860,9 МГц (UHF) и обеспечивает великолепные звуковые характеристики и уверенные прием и передачу сигнала. Звуковой диапазон системы - от 50 Гц до 20 кГц. Предусмотрена система мягкого лимитирования (-20 дБ). Максимальная мощность входящих в систему передатчиков - 10 мВ.

Приемник SR 80 длиной 1/2 стандартного рэка оборудован симметричным (разъем XLR, уровень сигнала -20 дБ) и несимметричным (разъем 1/4"-джек, уровень 0 дБ) звуковыми выходами. На передней панели расположены две телескопические антенны, индикаторы прерывания сигнала (Mute), уровней радио- и звукового сигналов. Также предусмотрен стрелочный дисплей разнесенного приема, отображающий, какая именно из антенн в данный момент активна. В SR 80 предусмотрен ряд дополнительных удобств, например, переключатель каналов передачи, потенциометр настройки системы шумоподавления и механическая защита от случайного выдергивания шнура электропитания. Предусмотрена функция мягкого лимитирования (-20 дБ).

Крепящийся на поясе передатчик РТ 80 предназначен для работы с разными типами микрофонов. Таким образом, обеспечивается возможность озвучивания самых различных источников сигнала: скрипки (микрофон С 411), саксофона (С 419) безладового баса (DB1), вокала (С 417). Предусмотрен переключатель чувствительности по входу, мини-разъем диаметром 3,5 мм с защелкой позволяет избежать проблем с коммутацией.

На рабочей панели передатчика, в рабочем состоянии закрытой защитным кожухом, имеются индикаторы Clip (перегрузка) и Low Batt (состояние элементов питания), переключатель каналов передачи и потенциометр настройки чувствительности. Две батареи типа АА обеспечивают бесперебойную работу в течение 6-8 часов. Для идентификации передатчиков в режиме многоканальной работы предусмотрены специальные цветные пластиковые панельки.

Интегрированный с микрофонным элементом передатчик НТ 80 идеально подходит для озвучивания вокала на концерте и обеспечивает возможность работы с высокими (более 100 дБ SPL) уровнями звукового давления при минимальных (<0,5 %) искажениях. Для работы с ним предусмотрен широкий выбор навинчивающихся микрофонных головок с различными звуковыми характеристиками. Специально сконструированная система подвеса микрофонного капсюля уменьшает шумы от рук исполнителя. НТ 80 оборудован системой бесшумного выключения микрофона и передатчика, предусмотрены индикатор состояния элемента питания и светодиод перегрузки. Источником питания служит батарея 9 В, обеспечивающая бесперебойную работу в течение 7-10 часов.

Компактная активная акустическая система WLS 6060 МАХ с интегрированным радиочастотным каналом.

WLS 6060 МАХ - это компактный активный громкоговоритель с интегрированной радиосистемой, работающий на аккумуляторной батарее, рассчитанной на 12-20 часов работы без подзарядки. Громкоговоритель также может работать через адаптер от сети переменного тока, в это время аккумулятор подзаряжается. В WLS 6060 МАХ предусмотрены функции, обеспечивающие профессиональное качество звучания сразу после включения, без необходимости отстройки системы.

Выпускаются две модификации - WLS 6060 МАХ НТ, с микрофоном D880WL1 и радиопередатчиком НТ 60, подключаемым прямо к микрофону, и WLS 6060 МАХ РТ с портативным радиопередатчиком РТ 60 для подключения музыкальных инструментов. Пользователь может выбирать один из 15 каналов передачи в диапазоне 138 - 250 МГц, звуковой диапазон системы - от 50 Гц до 20 кГц,

Процессор встроенного микрофонного предусилителя лимитирует входной сигнал и автоматически компенсирует "эффект приближения" (proximity effect). Конструкция корпуса с отражателем низких частот (bass reflex), двумя фазоинверторами и углом раскрытия 40o при мощности громкоговорителя 40 Вт обеспечивает звуковое давление (макс. 125 дБ), достаточное для озвучивания помещения, рассчитанного на 250 слушателей. Диапазон частот громкоговорителя от 65 до 20 кГц при неравномерности - 6 дБ. Предусмотрена возможность двухполосной эквализации.

На задней панели WLS 6060 МАХ предусмотрены по два линейных входа (10 кОм) и выхода (+3 дБ, 600 Ом) и симметричный вход с фантомным питанием 12 В для подключения обычного микрофона. Все входы, включая радиоканал, и выходы имеют отдельные регуляторы уровня.

Небольшой вес - всего 12 кг, великолепное качество звучания и наличие встроенного радиоканала обеспечивают беспрецедентные удобство и свободу передвижения выступающего. Благодаря продуманному интерфейсу WLS 6060 МАХ легко сочетается с другим звуковым оборудованием.


Радиосистемы AKG WMS 61/ WMS 81.

Эти радиосистемы занимают ценовую нишу между WMS 60/80 и WMS 300. Они предназначены, в основном, для стационарных инсталляций, но благодаря модульному дизайну могут быть приспособлены к самым разным областям применения. В WMS 61/ WMS 81 включены все базовые функции систем WMS 60/80. Возможность переключения 15 радиочастот внутри выделенного диапазона позволяет избежать проблем в случае загруженности эфира. Взаимозаменяемые микрофонные элементы позволяют с одинаково высоким качеством озвучивать различные источники. В радиосигнал интегрированы служебные данные о статусе элементов питания переносных передатчиков, передача пилот-тона обеспечивает автоматическую настройку системы шумоподавления. Применение двунаправленных антенн позволяет увеличить эффективность передачи сигнала.

Система WMS 61 работает в диапазоне VHF, система WMS 81 - в диапазоне UHF. По функциональным возможностям соответствующие компоненты этих систем идентичны.

На рабочей панели ручных передатчиков HT 61/ HT 81 с интегрированным микрофонным элементом и носимых на поясе передатчиков РT 61/ РT 81 имеются селектор каналов, регулятор чувствительности по входу, а также цветные пластиковые вставки для визуальной идентификации при одновременной работе нескольких устройств. Срок бесперебойной работы элементов питания, заключенных в специальный отсек, обеспечивающий их быструю замену, составляет 7-10 часов. Управляющие элементы защищены от случайного сбоя специальными кожухами.

Для работы с ручными передатчиками HT 61/ HT 81 предусмотрен большой набор взаимозаменяемых микрофонных элементов: D880 WL1, C535 WL1, D3800 WL1, C5900 WL1 и D3700 WL1. Для работы с передатчиками РT 61/ РT 81 используются петличные микрофоны С417L и CK77L, а также специальные микрофоны: C419L, установленный на держателе типа gooseneck ("журавль") и C420 L, установленный на оголовье.

Приемники SR 61/81 с двумя подключаемыми к задней панели антеннами оборудованы разъемами типа XLR и 1/4"-jack и переключателем уровня выходного сигнала, что позволяет коммутировать их с микрофонным или линейным входами микшерного пульта. На передней панели также расположены селектор РЧ каналов, расширенные многосегментные индикаторы радио- и звукового сигналов, индикаторы состояния элементов питания передатчиков и разнесенного приема. Удобные размеры (полурэк) позволяют устанавливать в рэковую стойку два устройства рядом.

С помощью антенных усилителей/сплиттеров PS 61 и PS 81 можно построить экономичную многоканальную систему. Оба устройства оборудованы двумя антенными входами и восемью антенными выходами для подключения до четырех приемников SR, при этом один активный сплиттер обеспечивает работу на всех частотах. С PS 61/81 могут использоваться бустерные антенны RA 61/81 или направленная антенна SRA 1 (только с PS 81).

Специальный переключатель адаптирует PS 61/81 для работы с различными коммутационными кабелями. Предусмотрены два варианта электропитания: через антенные кабели от источника питания в приемниках SR или от внешнего дополнительного блока питания PSU 1. При построении крупных многоканальных систем несколько PS 61/81 могут быть подключены друг к другу каскадом.